TécnicosResumen
Un estudio de arc flash permite evaluar la energía incidente y las distancias de seguridad para definir el EPI y asegurar las intervenciones.
Los errores más comunes provienen de datos y suposiciones : esquemas desactualizados, ajustes de protección poco conocidos o escenarios operativos incompletos. Los más críticos se refieren al tiempo real de corte y al impacto de ciertas corrientes de arco.
Un estudio fiable se basa en un enfoque estructurado : recogida de campo, modelización, cálculos, análisis de la protección e implementación de acciones de reducción de riesgos, en cumplimiento del marco regulatorio.
Introducción
El tema “arc flash”, también llamado “arco eléctrico”, ya no está reservado a los grandes sitios industriales. En cuanto se abre un cuadro, se realiza una maniobra o se lleva a cabo una intervención en proximidad de partes desnudas bajo tensión, el riesgo de arco eléctrico se vuelve real, con consecuencias térmicas, luminosas, acústicas y mecánicas potencialmente graves.
En el terreno, muchos estudios presentan incoherencias importantes. Los errores frecuentes en los estudios de arc flash rara vez provienen de una falta de herramientas. Están ligados a la calidad de los datos, a la comprensión de la red y a la interpretación de los resultados.
En este artículo, analizamos en detalle los 5 errores frecuentes en los estudios de arc flash, sus impactos reales y los métodos concretos para evitarlos.
Un estudio de arc flash fiable se basa en datos verificados
Controle los elementos esenciales para evitar discrepancias entre los cálculos y la realidad en campo.
Descargar la lista de verificaciónPor qué los estudios de arc flash son estratégicos hoy en día
Las redes eléctricas modernas son más complejas que nunca.
Producción fotovoltaica, almacenamiento, grupos electrógenos, arquitecturas multi-fuente: cada adición modifica los niveles de cortocircuito y, por lo tanto, los niveles de energía incidente.
Un arco eléctrico puede alcanzar temperaturas superiores a 20 000 °C. Las consecuencias incluyen quemaduras graves, destrucción de equipos, paradas de explotación y responsabilidad del operador.
Referenciales como IEEE 1584 para el cálculo de la energía incidente, IEC 61482 para el equipo de protección, NFPA 70E para la seguridad eléctrica en el entorno de trabajo, o también EN 50110 para las operaciones eléctricas, enmarcan ahora fuertemente las prácticas.
Un estudio de arc flash fiable es, por tanto, una palanca de control del riesgo industrial.
Qu’est-ce qu’une étude arc flash ?
Un estudio de arc flash consiste en calcular la energía térmica liberada durante un fallo eléctrico que provoca un arco.
Permite determinar:
• La energía incidente en cal/cm²
• La distancia límite de arco
• Los niveles de EPI necesarios
Un arco eléctrico se crea cuando una corriente atraviesa el aire entre dos conductores bajo tensión o entre un conductor y tierra. Puede ser provocado por un fallo de aislamiento, un error de manipulación, contaminación o envejecimiento de los equipos.
El objetivo del estudio es cuantificar este fenómeno para proteger a las personas.
Los 5 errores frecuentes en el estudio de arco eléctrico
Error n°1 : trabajar con datos de entrada incompletos o no verificados
Causa típica: el estudio se produce a partir de un esquema unifilar “de dossier” o de un libro de obra incompleto, sin levantamiento “as built” y sin extracción “as found” de los ajustes de protecciones.
Consecuencia técnica: las corrientes de cortocircuito, las corrientes de arco y los tiempos de corte calculados se alejan de la realidad, haciendo que la energía incidente sea incoherente. Un estudio de arc flash sigue un enfoque en el que la recogida de datos es la primera etapa, antes de cualquier cálculo.
Ejemplo en terreno: un disyuntor modular ha sido reemplazado por un modelo diferente en la compra, con una curva y un poder de corte distintos, pero el modelo no se actualiza en el estudio. La etiqueta indica una energía “baja”, mientras que la selectividad real alarga el tiempo de corte.
Comparativa útil: un dato aproximado puede ser tolerado en un balance de potencia, pero se vuelve crítico en arc flash, ya que la duración del arco depende directamente de la protección y de sus ajustes.
Error n°2 : olvidar modos de explotación y escenarios desfavorables
Causa típica: el estudio se calcula solo en modo normal (acoplamiento abierto, una sola fuente), sin análisis de configuraciones alternativas: acoplamiento cerrado, funcionamiento de respaldo, grupo o contribuciones múltiples.
Consecuencia: el estudio no garantiza haber identificado el escenario más desfavorable. Los enfoques de cálculo recomiendan explícitamente determinar los modos de explotación.
Las herramientas modernas de análisis arc flash destacan la resolución de múltiples escenarios para identificar los niveles más desfavorables, lo que refleja una necesidad real en redes con configuraciones variables.
Ejemplo en terreno: un sitio terciario añade un grupo electrógeno de respaldo y modifica el acoplamiento. El estudio de arc flash permanece sin cambios. Durante una prueba, el acoplamiento cerrado aumenta la corriente disponible y cambia el disparo aguas arriba, modificando la energía incidente en el cuadro.
Comparativa útil: un estudio con un solo escenario es rápido y poco costoso, pero expone a una falsa sensación de conformidad si el modo realmente utilizado (mantenimiento, pruebas, respaldo) no es el modelado.
Error n°3 : calificar mal el equipo (separación, envolvente, configuración de electrodos, distancia de trabajo)
Causa típica: se parametriza por defecto sin verificar: separación entre conductores (gap), tamaño de la envolvente, configuración de electrodos y distancia de trabajo real. Sin embargo, la distancia de trabajo es crítica: una variación de algunos centímetros puede cambiar significativamente la energía incidente.
Consecuencia: incluso con corrientes correctas, la energía incidente calculada se vuelve discutible. En los modelos recientes, la identificación de la configuración de electrodos es una etapa clave.
Ejemplo en terreno: en un armario BT, la consideración de una configuración de electrodos inadecuada (o de una envolvente “no representativa”) puede hacer variar la estimación y, por tanto, el requisito de EPI, lo que genera ya sea sobreprotección (inutilizable en el día a día) o subprotección (peligro).
Comparativa útil: en auditoría, las desviaciones “envolvente y electrodos” suelen ser más rápidas de corregir que rehacer toda la modelización, pero requieren una visita y una calificación rigurosa del equipo.
Error n°4 : subestimar el tiempo real de corte e ignorar el escenario de corriente de arco mínima
Causa típica: se utiliza un tiempo de disparo de catálogo o ajustes teóricos en lugar de los ajustes reales, o solo se prueba una corriente de arco nominal máxima.
Consecuencia mayor: la energía incidente depende de la corriente y del tiempo. Las curvas tiempo-corriente de las protecciones aguas arriba son un factor clave en la duración del arco, y el riesgo puede aumentar con una corriente más baja si la protección dispara más lentamente.
Ejemplo en terreno: un relé está ajustado con un umbral instantáneo por encima de la corriente de arco disponible.
Resultado: no hay disparo instantáneo, paso a zona temporizada, energía incidente que se dispara. Documentos técnicos sobre coordinación recuerdan que un umbral instantáneo demasiado alto en relación con la corriente de arco impide la reducción de energía esperada.
Comparativa útil: un estudio clásico de cortocircuito no es suficiente. El ajuste óptimo para la selectividad no es automáticamente óptimo para el arc flash, de ahí la necesidad de articular la coordinación de protecciones y el arc flash.
Error n°5 : producir un estudio documental sin traducción operativa ni gobernanza de actualización
Causa típica: el entregable final se limita al informe y a algunas etiquetas, sin alineación con los procedimientos (consignación, acceso), las habilitaciones, la renovación de los EPI y un proceso de actualización tras modificación.
Consecuencia: el estudio es válido el día 1 y luego deriva. A nivel normativo, las operaciones en proximidad solo pueden ser realizadas por trabajadores habilitados, y el empleador debe asegurar la formación y prescripciones adecuadas.
En cuanto a EPI, la norma IEC 61482-2 especifica un perímetro térmico y no cubre, por ejemplo, el choque eléctrico o la protección de manos y rostro, que deben tratarse mediante otros requisitos y equipos.
Ejemplo en terreno: se compran EPI de arc flash, pero las viseras, guantes y procedimientos no son coherentes con las zonas de arco y las tareas realmente realizadas, mientras que el arc flash también genera luz intensa, presión, fragmentos, ruido.
Comparativa útil: una etiqueta por sí sola no es control del riesgo. El control proviene de la integración: etiquetado, procedimientos, briefing, controles y actualización.
Un estudio fiable siempre comienza con buenos datos.
Vérifique los puntos crîticos en campo antes de que un error altere su estudio.
Tabla comparativa de los 5 errores
Metodología y soluciones concretas
Un estudio de arc flash robusto sigue una secuencia lógica. No es un cálculo, sino una cadena de decisiones que va desde los datos hasta la acción en terreno.
Etapa 1 : definir el perímetro. Identificar los cuadros y celdas afectados, las tareas reales (maniobras, mediciones, reapriete, diagnóstico) y los modos de explotación.
Etapa 2 : recopilar y verificar los datos. Relevar transformadores, cables, protecciones, ajustes reales, esquemas y confirmar el estado abierto/cerrado de los acoplamientos. Es la base de todo lo que sigue.
Etapa 3 : modelizar la red y calcular los cortocircuitos. La corriente de cortocircuito (Ibf) es un punto de entrada clave de los cálculos de arco.
Etapa 4 : calcular las corrientes de arco y la duración del arco. Es necesario integrar las protecciones, sus curvas y escenarios, incluidos los casos en los que una corriente de arco más baja alarga el disparo y aumenta la energía.
Etapa 5 : calcular la energía incidente y los límites, luego presentar los resultados de forma operativa. El software debe producir etiquetas, pero sobre todo decisiones (EPI, distancias, restricciones de intervención). Los editores destacan el cálculo multi-escenario y la generación de etiquetas, pero esto no sustituye la validación en terreno.
En este contexto, el uso de herramientas capaces de gestionar simultáneamente los cálculos de arc flash, los escenarios de explotación y el análisis de protecciones permite hacer el estudio más fiable y realmente utilizable. Por ejemplo, algunos entornos como el módulo arc flash integrado en elec calc permiten trabajar directamente sobre un modelo eléctrico coherente, en relación con los ajustes reales y las configuraciones de red, lo que limita fuertemente las desviaciones entre cálculo y realidad en terreno.
Etapa 6 : definir un plan de reducción. Existen varias estrategias, en particular reducir el tiempo de corte y ajustar los parámetros en coherencia con la corriente de arco disponible.
Límites y puntos de vigilancia
Un estudio de arc flash no es una medición sino una estimación basada en modelos. Los arcos tienen una parte de variabilidad: algunos documentos técnicos explicitan tolerancias y la necesidad de evaluar límites (corriente de arco mínima / máxima) para controlar el riesgo.
Las normas de EPI cubren un perímetro específico. La norma IEC 61482-2 trata los peligros térmicos; no cubre el choque eléctrico ni todas las partes del cuerpo (manos, rostro, pies), que requieren otros equipos y exigencias.
El riesgo no es únicamente térmico. Efectos como la onda de presión, el ruido intenso, los fragmentos proyectados y la luz pueden causar lesiones adicionales. Un estudio de arc flash centrado únicamente en cal/cm² puede pasar por alto estas dimensiones si no va acompañado de medidas organizativas y técnicas.
Por último, el estudio no sustituye las reglas de explotación. Las normas de operación y seguridad se aplican a todos los procedimientos de trabajo y mantenimiento sobre o cerca de instalaciones eléctricas.
FAQ
Conclusión
Los estudios de arc flash son una herramienta potente de prevención, pero son muy sensibles a las hipótesis. Los cinco errores más frecuentes son identificables y corregibles: calidad de los datos, escenarios, calificación del equipo, tiempo de corte realista y despliegue operativo.
El punto clave es comparativo: un estudio correcto en modelo pero incorrecto en explotación es un riesgo. Por el contrario, un estudio alineado con los modos reales, los ajustes reales y las tareas reales se convierte en una palanca de seguridad, conformidad y rendimiento en mantenimiento.
En esta lógica, apoyarse en herramientas capaces de vincular modelización eléctrica, cálculo de arc flash y condiciones reales de explotación se convierte en un factor clave para hacer los estudios sosteniblemente fiables. Soluciones dedicadas como el módulo arc flash de elec calc permiten precisamente trabajar sobre un modelo coherente y utilizable, limitando las desviaciones entre teoría y realidad en terreno.
Este artículo fue escrito por:
Jérôme MULLIE
Director Técnico - Trace Software
Además de proporcionar una solución de cálculo completa, también queremos compartir nuestra experiencia en ingeniería eléctrica con los actores del sector para apoyarles en el diseño y la operación de sus instalaciones.
